如图所示,空间存在着方向竖直向上的匀强电场和方向垂直于纸面向内,磁感应强度大小为B的匀强磁场,带电量为+q、质量为m的小球Q静置在光滑绝缘的水平高台边缘,另一质量为m不带电的绝缘小球P以水平初速度v0向Q运动,小球P、Q正碰过程中没有机械能损失且电荷量不发生转移,已知匀强电场的电场强度E=
,水平台面距离地面高度
,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求P、Q两球首次发生弹性碰撞后,小球Q的速度大小;
(2)P、Q两球首次发生弹性碰撞后,经多少时间小球P落地,落地点与平台边缘间的水平距离多大?
(3)若撤去匀强电场,并将小球Q重新放在平台边缘,小球P仍以水平初速度向Q运动,小球Q的运动轨迹如图所示,已知Q球在最高点和最低点所受全力的大小相等,求小球Q在运动过程中的最大速度和第一次下降的最大距离H。
一电路如图所示,电源电动势,内阻
,电阻
,
,
,C为平行板电容器,其电容C=3.0pF,虚线到两极板距离相等,极板长
,两极板的间距
。
(1)若开关S处于断开状态,则当其闭合后,求流过R4的总电量为多少?
(2)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以的初速度射入C的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从C的电场中射出?(要求写出计算和分析过程,g取
)
在如图所示的电路中,R1=2 Ω,R2=R3=4 Ω,当开头K接a时,R2上消耗的电功率为4 W,当开关K接b时,电压表示数为4.5 V,试求:
(1)开关K接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;
(2)开关K接b时,电源的电动势和内电阻;
(3)开关K接c时,通过R2的电流。
水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与
水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示,问:
(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?
(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
南昌公交运输集团于今年10月20日起开通50路红谷滩配套中心到南昌西站纯电动公交车,这是我省首条全部采用纯电动公交车运营的公交线路。这辆有三十多个座位的客车的动力装置的一套电池能反复充电1 200多次;每次充电仅需三至五个小时,蓄电量可让客车一次性跑500 km,客车时速最高可达180 km/h。如果客车总质量为9×103 kg。当它在某城市快速公交路面上以v=90 km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=150 A,电压U=300 V。在此行驶状态下(取g=10 m/s2),求:
(1)驱动电机的输入功率P电;
(2)若驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力的大小;
(3)如果当它在某城市快速公交路面上以v=90 km/h的速度匀速行驶一段时间后关闭电源(设汽车所受阻力不变),客车滑行的时间是多少?
(12分)在一次低空跳伞训练中,当直升机悬停在离地面224 m高处时,伞兵离开飞机做自由落体运动.运动一段时间后,打开降落伞,展伞后伞兵以12.5 m/s2的加速度匀减速下降.为了伞兵的安全,要求伞兵落地速度最大不得超过5 m/s,求:(取g=10 m/s2)
(1)伞兵展伞时,离地面的高度至少为多少?着地时相当于从多高处自由落下?
(2)伞兵在空中的最短时间为多少?